专利名称：数字电视天线的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种数字电视天线，尤指一种以印刷电路方式设置于基板上的数字电视天线。
背景技术：
现今，随着数字电子技术的发展，其应用领域也在不断的扩展，例如车载系统及传统的家用电器等。特别是数字电视以其高清晰度等优点越来越为广大消费者所接受。
现有的数字电视的天线通常由一根金属导线形成，由于天线接收讯号波长的需要，其长度必须要达到一定的长度，所以其长度较长，占用空间较大，而且容易折弯变形。另一方面，现有的数字电视天线由于其采用单一的金属丝构成，在天线设计上不易调整其阻抗值以达到接收电视讯号最佳的匹配值，虽然辅以额外增加电容电感等组件来调节天线的阻抗值，但因为要额外增加组件，所以要考虑这些电容电感等组件的位置，因此增加制造成本及生产良率控管问题。
有鉴于此，确有必要提出一种新的方案以克服现有技术的前述缺陷。
发明内容本发明之主要目的在于提供一缩小型数字电视天线设计，特别是一种以印刷电路方式设置于一基板上，并具有阻抗匹配及频率共振效果的数字电视天线。
为达上述目的，本发明一种数字电视天线，其包括运用传输线设计原理以印刷电路方式形成于基板上的天线区，该天线区形成具有电感值的电感区域与电容值的电容区域，加予天线区与接地区形成具有电容值的电容区域，使整个天线的阻抗值与接收数字电视讯号取得最佳匹配，达到频点共振的最佳效果。
本发明其采用印刷电路的方式将数字电视天线形成于基板上，在同样满足天线功能的情况下能缩短天线的外观长度。另外，形成于基板上的天线，其线路形成具有一定电感值的电感区域与电容值的电容域，另其与接地区形成具有电容值的电容区域，使天线整体满足接收讯号相匹配的阻抗值，不需要额外添加组件，简单实用。
图1为本发明之数字电视天线的外观示意图。
图2为本发明之数字电视天线背面结构示意图。
图3为本发明之数字电视天线的外壳及固定座示意图。
图4为两传输线及其等效电路原理图。
图5a为高阻抗传输线等效成串联电感的原理示意图。
图5b为低阻抗传输线等效成并联电容的原理示意图。
图6为高低阻抗传输线共同构成传输线的等效电路原理图。
图7为本发明数字电视天线的电压驻波比值图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明数字电视天线10，其包括一基板1，该基板1可为印刷电路板，其上以印刷电路方式镀覆金属材质的传输线形成天线区2。在本实施方式中，该天线是针对频率为533MHz～599MHz的数字电视讯号所设计，前述基板1可采用FR4玻璃纤维双面板材料制成，该种FR4玻璃纤维双面板不但价格便宜而且容易取得，非常方便于电路的制作。
如图1所示，镀覆于基板1一面上的天线区2是由金属材质以印刷电路方式形成于基板1上，该金属材质可为铜或其它具有良好导电性的金属。该天线区2其包括自基板1末端的中央向前延伸形成的矩形长条状起始区21。自起始区21继续向前延伸，形成矩形框形电容区22。自矩形框形电容区22向前延伸弯折形成呈弯曲波形的电感区23。自弯曲波形电感区23向前延伸形成一段矩形长条状的连接区24。自连接区24末端向前延伸形成一个漏斗状的接收区25。在天线区2的起始区21末端设置有焊点4，外部讯号线(未图示)可通过该焊点4与天线区2连接。
请参阅图2所示，在基板1上与天线区2所在表面相对的另一面，自基板1与天线区2之起始区21相同的一端，靠近基板1两侧边向前延伸形成大致呈U字形的接地区3。该接地区3亦是将导电材质以印刷电路方式形成于基板1上。在接地区3的末端同样设置有焊点5，外部接地线(未图示)可藉由该焊点5与接地区3连接。
结合图1及图2所示，在本实施方式中该接地区3位于基板1的另一面相对于天线区2的起始区21和电容区22的两侧，因此在天线区2与接地区3之间形成电容效应，而天线区2的电感区23由于形成弯曲波形结构，因而具有电感效应。
请参阅图3所示，在天线10外面可罩设一个塑料材质之保护外壳6，用以保护该数字电视天线之结构。在天线10底部可设置一磁性吸附座7，使该天线可吸附于所放置之物体上，该磁性吸附座7并可加强接地之效果。
该天线10中的电感值及电容值可由下面的原理计算求得由于传输线的等效电路可视为有电阻成份与电感成份的串联效应；而两条传输线间可视为有电容成份与电导成份的并联，在该天线10中天线区2与接地区3即相当于两条传输线。如图4所示，显示两条并行传输线与其等效电路，传输线等效电路视为串联组件，若为正电抗即呈电感性，两条传输视为并联组件，若为负电抗即呈电容性，等效电路如图4所示，图中X/2＝Z0tan(βλ/2)(下称(式一))、B＝1/Z0sinβλ(下称(式二))。
如果该传输线够短(例如βλ＜π/4)，且特性阻抗很高，则(式一)及(式二)可近似为X≈Z0βλ；B≈0，其等效电路如图5a一个串联的电感所示。若该传输线还是够短，其特性阻抗很低，则(式一)及(式二)可近似为X≈0；B≈Y0βλ，其等效电路如图5b一个并联的电容所示。
如图6所示，如果将高阻抗传输线与低阻抗传输线结合而成传输线架构。高阻抗(Z0＝Zh)传输线可近似一串联电感，而串联电容可用低阻抗(Z0＝Zl)传输线近似。
本发明中，天线区2中的矩形框形电容区22与接地区3之间的电容效应，可以通过调整天线的电容区22的结构获得适当电容值，而电感区23的电感值可以依据电感公式L＝(0.394*(r＾2)*(N＾2))/((9*r)+(10*l))(L电容、r线圈半径、N；线圈圈数、l线圈长度)计算，通过调节电感区的长度及线圈半径等来调节电感值。因为天线区2与接地区3之间的电容效应以及天线区2的电感区23的电感效应使整个天线10通过调节自身的结构即可具有与接收讯号相匹配的阻抗值。
在本实施方式中该天线10是针对533MHz～599MHz的数字电视讯号所设计，其电容区22及电感区23形状为矩形方块及弯曲波形。在其它实施方式中也可以依据前述原理将天线制成其它形状，以达成预定的电容及电感值，使整个天线的阻抗值达到与所接收的讯号相匹配。
在本实施方式中天线区2是位于基板1的一面，在其它实施方式中天线区2也可以将电容区22或电感区23设置成位于基板的不同面，只要满足天线的电容区与电感区的电容及电感值使天线整体的阻抗值达到预定值即可。
请参阅图7所示，经实验检测，该天线10的电压驻波比值(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)于533MHz～599MHz频段间均小于2，因此确认本发明数字电视天线具有良好的匹配设计。
本发明数字电视天线，由于将构成天线区的金属传输线以印刷电路方式形成于基板上，在满足天线长度的情况下能节省天线所占的长度。而且利用天线区本身形成具有电容及电感值的形状，能使天线整体的阻抗与所欲接收的讯号阻抗匹配，以增强该数字电视天线的传输品质。
权利要求
1.一数字电视天线，其特征在于其包括基板、天线区及接地区，天线区以印刷电路方式形成于该基板的一表面上，该天线区上形成有一电容效应区与一电感效应区；接地区以印刷电路方式形成于该基板与该天线区相对的另一表面上，其相对于该电容效应区形成于该基板的两侧形成电容效应。
2.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该电容效应区为一矩形方块。
3.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该电感效应区为一弯曲波形区。
4.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该接地区是一个呈U形区。
5.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该天线区还包括自该电感效应区一端延伸的一漏斗状接收区。
6.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该天线区还包括自该电容效应区一端延伸的一起始区。
7.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该基板上与该天线区相连处设置有一焊点，该天线区通过该焊点传输天线讯号。
8.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该基板上与该接地区相连处设置有一焊点，该接地区通过该焊点达成接地。
9.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该天线另包括一塑料保护壳体罩覆该基板。
10.如权利要求1所述的数字电视天线，其特征在于该天线另包括一可将该数字电视天线固定放置的磁性固定座设置于该基板上接近该接地区的一末端。
全文摘要
本发明是一种数字电视天线，其包括运用传输线设计原理以印刷电路方式形成于基板上的天线区及接地区，该天线区形成具有电感值的电感区域与电容值的电容区域，加上天线区与接地区形成具有电容值的电容区域，使整个天线的阻抗值与接收数字电视讯号取得最佳匹配，达到频点共振的最佳效果。
文档编号H01Q13/00GK1979949SQ20051013092
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年12月8日
发明者季向容 申请人:金桥科技股份有限公司